Možnosti zvýšení výkonnosti pozemních komunikací v území

• Foto

K hlavním příčinám vzniku dopravní kongesce náleží:

• růst automobilové dopravy, kdy dopravní zátěž přesahuje kapacitu komunikace,
• úzká místa, která vznikají při pracích na silničních nebo při dopravní nehodě a odstraňování jejích následků (nehodový management),
• nevhodná technická řešení dopravních uzlů (např. nevhodně umístěná křižovatka),
• špatné plánování rozvoje nebo špatné načasování výstavby nové dopravní infrastruktury, ze zpoždění výstavby nových úseků z důvodu nedostatečných finančních prostředků,
• nedostatečná úroveň veřejné dopravy v regionu měst, případně slabý stupeň integrace jednotlivých modů systémů veřejné dopravy a jejich návaznost na individuální autodopravu,
• atraktivita určitých částí měst, která vyvolává enormní poptávku po dopravě do určitých oblastí se specifickými funkcemi (obchodní, kulturní, sportovní, výrobní apod.),
• geografická poloha městského území často limituje možnosti výstavby vyvážené dopravní infrastruktury (vodní toky, mořské pobřeží, horské pásma apod.).

Kongesce zásadně ovlivňují výkonnost systému silniční dopravy zejména ve městech a také ovlivňují úroveň dostupnosti jednotlivých cílů cest během dne. Snižování závažnosti důsledků kongescí neznamená jen zajistit změny přímo v dopravě a v návazných oblastech, ale také působit na potencionální cestující/řidiče a na jejich rozhodnutí, ZDA, JAK a KDY vykonat cestu. Problematika dopravy je jedním z klíčových faktorů úrovně spokojenosti obyvatel s životem v jejich městech.

PLÁNOVÁNÍ DOPRAVY A PLÁNOVÁNÍ ÚZEMNÍHO ROZVOJE
Pro harmonický rozvoj měst je nutno zavést nové postupy plánování, které provážou plánovací procesy dvou klíčových oblastí, které mají vliv na úspěšnost konceptu rozvoje dané urbánní oblasti. Jedná se o oblast územního plánování a o oblast plánování její obsluhy – tedy o dopravu.

Vize a následně strategické cíle návrhu budoucího rozvoje urbánního území se snahou o eliminaci nepříznivých průvodních jevů dopravy je nutno konfrontovat s reálnými možnostmi daného regionu a podrobně rozpracovat analýzu stávající i budoucí situace, přičemž musí být provedena:

• Analýza existujícího dopravního systému, identifikace nedostatků a potřebných změn.
• Identifikace budoucích dopravních potřeb regionu s ohledem na jeho předpokládaný rozvoj a prognózy rozvoje jednotlivých dopravních módů.
• Identifikace současné a budoucí role jednotlivých druhů dopravy v regionu, včetně nákladní dopravy, veřejné osobní dopravy, cyklistické a pěší dopravy.
• Identifikace vhodných prostředků (nástrojů) k zabezpečení takto stanovených potřeb regionu, s ohledem na bezpečnost, ekonomiku řešení, ekologické požadavky a zabezpečení fungování komplexního regionálního dopravního systému.
• Identifikace styčných bodů (rozhraní) pro město a jeho region a zabezpečení funkce regionálního systému v rámci národních a nadnárodních dopravních systémů.

REGULACE DOPRAVY

• Stavebně technická opatření
• Dopravně inženýrské opatření
• Ekonomické nástroje mění relativní ceny výrobků a služeb (tj. změny cen vůči sobě navzájem), případně mění příjmy domácností a firem, čímž působí na změnu chování spotřebitelů i výrobců. Jsou kompatibilní s tržním fungováním. Aby došlo k regulačnímu efektu, tj. ke skutečné změně poptávky po dopravě a k přerozdělení výkonů mezi jednotlivými druhy dopravy, je třeba, aby byly s ekonomickými nástroji sladěny i další nástroje, které jejich účinnost posílí – například podpora hromadné dopravy, cyklistiky a chůze. Jedním z příkladů je výstavba obchvatů. Pokud se po výstavbě obchvatů zároveň nezavádějí restrikce pro motorová vozidla v prostoru, který je obchvatem obcházen, nemusí být konečný pozitivní efekt na obyvatele tak výrazný, jak se předpokládalo (projeví se jev tzv. dopravní indukce).
• Normativní nástroje lze rozdělit na administrativní a institucionální nástroje (vedou ke změnám v organizaci dopravy). Jsou založeny na donucovací pravomoci orgánů státní správy. Patří sem nařízení (zákazy a příkazy), limity, standardy a normy a předepsané administrativní postupy a omezení. Dosažení stanoveného cíle lze snadno monitorovat. V oblasti ochrany životního prostředí se používá stále více ekonomických nástrojů, které postupně přebírají roli nástrojů normativních.

ZVYŠOVÁNÍ KVALITY PRŮJEZDU SÍTÍ POZEMNÍCH KOMUNIKACÍ
Restrikce a omezování dopravy může v některých případech snížit atraktivitu oblasti nebo přispět k poklesu její ekonomické úrovně. Na pozemních komunikacích s převážně dopravní funkcí je nezbytné se zaměřit na bezpečný, plynulý a pokud možno rychlý průjezd. Ten je zpravidla ovlivněn parametry samotné komunikace, počtem a typem příčných dopravních směrů a typem manévrů na křižovatkách. V dalším textu je analyzován průjezd často realizovanou okružní křižovatkou, které obecně přispívají k vyšší bezpečnosti a plynulejšímu provozu na pozemních komunikacích.

Návrh okružních křižovatek však nemá jednoznačný postup. Normy, technické podmínky a návrhové příručky různých států popisují různé postupy [2], [4], [5], [6], [7], [8]. Celosvětové studie se více méně zabývají analýzou nehodovosti v závislosti na geometrických prvcích okružní křižovatky [9], [3]. Podle standardů, užívaných v USA je dynamický průjezd okružní křižovatkou je jeden z parametrů, kterým se prokazuje správnost jejího návrhu.

Dynamický průjezd se prokazuje porovnáním shody rychlostí s nejrychlejší (ideální) dráhou vozidla.

kde:
V_i – rychlost v charakteristickém bodě [km/h],
R_i – charakteristický poloměr [m],
p – příčný sklon [%],
f – koeficient příčného tření.

Pro zjištění rychlosti a plynulosti průjezdu vozidel tímto typem křižovatky byla vybrána jednopruhová čtyřramenná okružní křižovatka v Ostravě v ČR, v převážně obytné části města. Vnější průměr činí 35 m a vnitřní 10 m. Na původně průsečné křižovatce bylo zaznamenáno až 13 nehod za rok. Po přestavbě na křižovatku okružní byly v letech 2009 – 2011 zaznamenány jen 4 nehody.

Pro tuto potřebu bylo převzato řešení ideální dráhy na okružní křižovatky z [4]. Tato norma definuje pět charakteristických poloměrů na třech základních manévrech na okružní křižovatce.

Na okružní křižovatce byly stanoveny ideální dráhy průjezdu vozidel u všech základních manévrů. Poloměry pak byly přepočteny na rychlost průjezdu v jednotlivých charakteristických bodech. Přepočet poloměru na rychlost vozidel byl proveden dle [4]. Rychlosti byly vypočítány pro příčný sklon p = 2,5 %, koeficient příčného tření byl volen dle návrhové rychlosti pro okružní křižovatku s průměrem D < 50 m, f = 0,19.

Průzkumem in situ byly měřeny rychlosti vozidel v charakteristických bodech okružní křižovatky. Průzkum byl proveden 21. 5. 2012 v době od 17:30 do 22:00 mimo denní dopravní špičku. Měření bylo prováděno ručním radarem Bushnell Speedster II.

Jednotlivé dráhy byly označeny dle ramena, ze kterého vozidlo vjíždí do křižovatky a dle manévru provádějícího na okružní křižovatce: VP odbočení vpravo, VL odbočení vlevo, P jízda přímo. Označení měření bylo rozlišeno podle konečné dráhy projíždějícího vozidla. U poloměrů R je první index určení charakteristického bodu a druhý index značí, z kterého ramene auto vyjíždělo.

Dynamický průjezd jak teoretický či skutečný se prokazuje porovnáním shody rychlostí v případě ideální dráhy vozidla. Určující vztahy mezi jednotlivými rychlostmi jsou uvedeny v tabulce 1. Pro zajištění shody musí platit, že rozdíl rychlostí v po sobě jdoucích poloměrech by neměl být vyšší než 20 km/h, nejlépe menší než 10 km/h.

Z hlediska dynamiky ramena 1 a 3 průjezdů vyhověla, naproti tomu u ramen 2 a 4 vyhověl pouze směr odbočení vpravo.

Průzkum zaznamenal 544 hodnot rychlostí. Pro každé charakteristické místo jízdního směru určitého ramena okružní křižovatky byla určená průměrná hodnota rychlosti. Podle měření skutečné rychlosti, bylo zjištěno, že z hlediska dynamiky průjezdu okružní křižovatka vyhověla.

Ze společného vyhodnocení reálné a teoretické dynamiky jízdy vyplývá, že v případě teoretického posouzení má na překročení limitu největší podíl velikost poloměru dráhy na okruhu (obr. 4).

Tabulka 1 – Posouzení teoretické dynamiky průjezdu

Tabulka 2 – Posouzení reálné dynamiky průjezdu

ZÁVĚR
Do většiny etap plánování rozvoje města a jejich regionů je třeba zapojit odborníky vybavené nástroji (softwarové systémy), se kterými budou schopni ověřovat reálnost dosažení navrhovaných cílů. Současně je nutné projektový tým využívat průběžně pro ověřování výsledků po dosažení jednotlivých etap nebo po implementaci souboru zamýšlených opatření.

Daná okružní křižovatka nevyhověla z hlediska teoretické dynamiky průjezdu, ale vyhověla z hlediska reálné dynamiky průjezdu. Což by v případě, kdy by daná OK byla ve stavu návrhu, znamenalo tento návrh přepracovat.

Důvodů, proč teorie neodpovídá skutečnosti, může být několik. Jedním z nich může být skutečnost, že nejrychlejší dráha, kterou si řidiči ve skutečnosti volí, neodpovídá té projektované, jak je uvedeno v [4] (vede po prstenci, nesplňuje požadované odstupy od obrubníků, apod.). Řidiči není známa rychlost, která byla použita pro návrh parametrů okružní křižovatky.

Dalším důvodem může být zvolený čas měření, kdy nemusel být zcela splněn požadavek na dobu, kdy vozidla vzájemně neovlivňují svůj pohyb.

LITERATURA:
[1] KOLEKTIV: Managing Urban Traffic Congestion. OECD, 2007.
[2] Seidler, T., Cihlářová, D. a I. Mahdalová. Porovnání vybraných okružních křižovatek v ČR s USA standardy. In 12. odborná konference doktorského studia Juniorstav Brno: 24. 2. 2010, VUT – Brno, FAST, 2010, s. 171, ISBN 978-80-214-4042-5, [CD-ROM].
[3] Mahdalová, I., Seidler, T. a D. Cihlářová. Vliv geometrie okružní křižovatky na její bezpečnost. Sborník vědeckých prací VŠB-TUO, řada stavební, číslo 1, ročník X. Ostrava: VŠB-TU Ostrava, 2010, s. 109-116, ISBN 978-80-284-2332-4, ISSN 1213-1962.
[4] WSDOT. Design Manual M 22-01.06, December 2009, [in english], dostupné z: <http://www.wsdot.wa.gov/publications/manuals/fulltext/M22-01/M22-01.06Revision.pdf>. 
[5] TP 135. Projektování okružních křižovatek na silnicích a místních komunikacích. Ministerstvo dopravy, 2005.
[6] ČSN 73 6102. Projektování křižovatek na pozemních komunikacích. Praha: Český normalizační institut, 2007.
[7] AASHTO 1994, (American Association of State Highway and Transportation. Officials). A Policay on Geometric Design of Highways andStreets. Washington D. C. (USA). 1994.
[8] DOT 2000, U. S. Department of Transportation, Federal Highway Administration. Roundabounts – An Informational Guide. Publication No. FHWA-RD-00-067. Washington D. C. (USA). 2000.
[9] Montella, A. Identifying crash contributory factors at urban roundabouts and using association rules to explore their relationships to different crash types. Accident Analysis and Prevention. 2011, 43(2), s.1451-1463. ISSN 0001-4575
[10] Pandian, S., S. Gokhale & A.K. Ghoshal. An open-terrain line source model coupled with street-canyon effects to forecast carbon monoxide at traffic roundabout.
Science of the total environment. 2011, 409(6), s.1145–1153. ISSN 0048-9697.
[11] Daniels, S., T.Brijs, E. Nuyts, & G. Wets. Extended prediction models for crashes at roundabouts. Safety science. 2011, 49(2), s. 198–207. ISSN 0925-7535.
[12] Daniels, S., T.Brijs, E. Nuyts, & G. Wets. Externality of risk and crash severity at roundabouts. Accident Analysis and Prevention. 2010, 42(6), s. 1966-1973. ISSN 0001-4575.
[13] APELTAUER, T., ŠČERBA, M., RADIMSKÝ, M.: Effective management of traffic flow in work zones. Silnice a železnice, 2010, Vol. 5, No. 3, pp. 2 to 4 ISSN: 1801 - 822x.
[14] SEIDLER, T., M. MIHOLA, D., CIHLÁŘOVÁ.: Analysis of Road Repairsin Undermined Areas. In: World Academy of Science, Engineering and Technology. An international Journal of Science, Engineering and Technology, 2011, 0060(2011), s. 501-504. pISSN 2010-376X, eISSN 2010-3778.
[15] Bosnjak, I., Kolenc, J.: Redesigning traffic systems and logistic processesusing ITS. PROMET TRAFFIC-TRAFFICO, VOL 11, SUPPLEMENT 4, 1999 Pages: 29-34, ISSN 0353-5320.
[16] CIHLÁŘOVÁ, D. a T. SEIDLER. Analýza dynamického průjezdu okružní křižovatkou In: Sborník vědeckých prací VŠB-TU Ostrava: řada stavební. 2012, XII(2), 197-204. ISSN 1213-1962.
[17] APELTAUER, T., MACUR, J., a P. HOLCNER. Validation of microscopic traffic models based on GPS precise measurement of the vehicle dynamics, PROMET Traffic & Transportation, 2013, vol. 25, nr. 2, ISSN: 0353- 5320.

Possibilities to Increase Performance of Roads in the Area
In the European Union, approximately 7,500 km of roads are affected by traffic congestion every day, mainly in big European cities and city regions. This phenomenon affects also railways. The document marks approximately 16,000 km of railways as bottlenecks. Delay means economic losses and rise in energy consumption.

Autoři

• Ing. Cihlářová Denisa Ph.D.
• doc. Ing. Řezáč Miloslav Ph.D.
• Ing. Seidler Tomáš Ph.D.